对激光诱导的化气泡进行数值研究,同时考虑化学反应
Chengyan Wang1, Hong Yan1, Ruifan Zhang1
1School of power and energy, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710129, PR China.
Ultrasonics sonochemistry
|August 7, 2024
概括
化学反应显著影响激光诱导的化气泡,影响压力,温度和膨胀动态. 结合这些反应的数值模拟提供了对化气泡行为更深入的见解.
科学领域:
- 流体动力学 流体动力学
- 燃烧科学 燃烧科学
- 等离子体物理学的物理学
背景情况:
- 在注射器喷射过程中的洞穴会影响燃料原子化.
- 激光诱导的化气泡在激光诱导的等离子体点火中至关重要.
- 以前的数值模型往往忽略了化动态中的化学反应.
研究的目的:
- 为了数值地研究激光诱导的化气泡的动态.
- 评估化学反应 (整体和基本) 对化气泡行为的影响.
- 为了比较单面墙壁和无限边界条件对化的影响.
主要方法:
- 利用有限体积方法解决可压缩的二维雷诺兹-平均纳维埃-斯托克斯方程.
- 嵌入的热量和质量转移以及化泡模型中的化学反应.
- 分析了整体和基本化学反应的影响,以及边界条件.
主要成果:
- 包括化学反应在数值模型中预测了气泡内的较低的最大温度和较高的最大压力.
- 化学反应产生的非可冷凝气体促进了化气泡的随后扩张.
- 一面的墙壁边界导致化气泡崩成"新月"形状,局部高压,降低整体最大压力和温度.
结论:
- 化学反应在激光诱导的化气泡的动态中起着重要作用.
- 数字模型必须考虑化学反应,以准确预测化气泡的行为.
- 边界条件,如墙壁的存在,大大改变了洞穴崩形态和能量消耗.


